ДА СЕ двигател е електрическо устройство, където входът е даден в електрическа форма като ток или напрежение, а получената мощност е в механична форма като въртящ момент или сила. Електрическите двигатели са класифицирани в два вида, а именно DC двигатели като безчеткови и четки и променливотокови двигатели като синхронен променлив двигател и асинхронен променлив двигател. Синхронните двигатели се класифицират в два типа, като невъзбудени (неохота и хистерезис) и възбудени с постоянен ток. Асинхронните променливотокови двигатели са индукционни и комутаторни. Хистерезисният двигател е подкласификация на синхронния двигател, като тези двигатели се използват главно в безшумна работна среда с постоянна скорост. Малко от приложението на хистерезисния двигател са звукозапис и експерименти за създаване на звук като електрически часовници, магнетофони, плейъри и др.

Какво е двигател за хистерезис?

Определение: Хистерезисният двигател работи на принципа на хистерезисните загуби (това е загуба, възникнала поради намагнитване и размагнитване на материала в зависимост от посоката на протичане на тока). Той може да работи както с еднофазна, така и с три фази и в безшумна работна среда поддържа постоянна скорост. Въртящият момент, генериран в двигателя, се дължи на хистерезиса и вихровия ток, които се индуцират поради намотката на статора. Има 4 вида хистерезисни двигатели

Цилиндричен тип
Тип диск
Тип кръгово поле
Тип аксиално поле

Конструктивна характеристика на хистерезисния двигател

Основните части на хистерезисния двигател са статор и ротор, статорът е подобен на еднофазен или трифазен (при използване на трифазна балансирана намотка) двигател. Където еднофазен двигател се класифицира в два типа тип сенчести стълбове и тип постоянен разделен капацитет

Предимството на сенчестия двигател от тип полюс е, че той заема по-малко площ и изисква по-малко разходи, но недостатъкът е, че генерираният въртящ момент не е еднакъв, което води до шумна работа.
Чрез използване на разделен капацитивен тип ротор се осигурява двуфазно захранване, което генерира равномерен въртящ момент при безшумна работа. Но недостатъкът на това е, че той заема повече площ и цената е висока.

хистерезис-мотор

Роторът е изграден от хистерезисен материал, съдържащ множество хистерезисни пръстени (съставени от твърд хром или кобалт или стомана), който има много голяма хистерезисна верига. Използва се за намаляване на загубите от вихрови токове. Тъй като има по-голямо тегло за преодоляване на този недостатък, ние използваме немагнитен материал (известен също като паяк), съставен от алуминий, който присъства в централната част на двигателя. Основното предимство на този немагнитен материал е, че той олекотява теглото на ротора, като подобрява скоростта на двигателя и намалява стойността на инерцията.

Принцип на работа на хистерезисния двигател

Двигателят за хистерезис започва като еднофазен асинхронен двигател и работи като синхронен двигател, което може да се наблюдава от следните условия.

принцип на работа

Стартово състояние

Когато се осигурява захранване с променлив ток към статора, се генерира магнитно поле както на главните, така и на спомагателните намотки на двигателя с постоянно въртящо се магнитно поле. Първоначално роторите започват с въртящ момент на вихровия ток и след това достигат въртящ момент на хистерезис. След като достигне синхронизация, статорът превръща ротора в синхрон, където въртящият момент поради вихровия ток е нула.

Устойчиво състояние на работа

В стационарно състояние (или синхронен условие) статорът индуцира полюси върху ротора, където ефектът на хистерезис, произведен във веригата, ще накара потока на ротора да изостане зад потока на статора под ъгъл α. Където α е ъгълът между магнитните полета на статора и ротора (BS и BR). Следователно роторът изпитва привличане към въртящия се статор с въртящ момент, наречен въртящ момент на хистерезис, който не зависи от скоростта на ротора (по-високият остатъчен магнетизъм, по-висок е въртящият момент на хистерезис). Наличието на високо задържане позволява на двигателя да работи или със синхронна скорост, или работи нормално.

B-H-крива

Уравнение на въртящия момент на хистерезис в двигателя за хистерезис

Уравнението на вихровия ток е дадено като

P_е= k_ее_две^двеБ.^две……… 1

Където

да се_е= постоянна

е_две= честота на вихровия ток

B = плътност на потока

Ние знаем това е_две= sf₁……… .две

S = приплъзване, f1 = честота на статора

Следователно P_е= k_ес^двее₁^двеБ.^две.. …… ..3

Уравнението на въртящия момент се дава от

Ґ_е= p_еm / s w_с…… .4

Ґ_е= k^'s ……… 5

Когато въртящият момент е обратно пропорционален на приплъзване, което означава, че с увеличаване на скоростта на ротора стойността на въртящия момент намалява и също така, ако скоростта на двигателя достигне синхронна скорост, приплъзването и въртящият момент стават нула.

Където k ’= k_ее₁^двеБ.^две/ w_с= постоянна

Хистерезисна загуба на мощност и Ph в хистерезисния двигател

Загубата на хистерезис се дава от

P_з= k_зе_двеБ.^1.6……… .6

Или

P_з= k_зsf₁Б.^1.6... .. ... .7

Въртящият момент поради хистерезис се дава от

Ґ_з= p_з/ s w_с= k_зе₁Б.^1.6/ w_с= k ’’ = константа ……… ..8

От горното уравнение можем да забележим, че ако въртящият момент, който се развива поради загуба на хистерезис, остава постоянен, докато въртящият момент достигне точката на разрушаване, а при синхронна скорост въртящият момент става нула.

Ph в хистерезисния двигател

Загубите от хистерезис, генерирани в двигателя, са право пропорционални на площта на напречното сечение под кривата на хистерезиса. Където тези загуби се разсейват под формата на топлина. Загубите могат да бъдат получени от следните уравнения,

Разсейваната енергия в ротора се дава като

W = N_сЕ_з(ИС_з= загуба на хистерезис на оборот) ... 9

Когато мощността се разсейва под формата на топлина, която се дава от

P_з= W / t = N_сЕ_з/ 60 ………… 10

Механичната мощност, която задвижва ротора, се дава от

P_з= 2Π N_ст_з/ 60 …… 11

Приравнявайки двете мощности, които получаваме

2Π N_ст_з/ 60 = N_сЕ_з/ 60 ……… 12

т_з= ротори, упражняващи въртящ момент [N-m] E_з= хистерезисна енергия.

Скорост на въртящ момент, характерна за хистерезисния двигател

Характеристиката на въртящия момент на хистерезисния двигател може да бъде обяснена чрез следната графика, където оста x представлява въртящ момент, а оста y представлява скоростта.

въртящ момент-скорост-характеристика-на-хистерезис-мотор

Въртящият момент (стартиращ и работещ), генериран в този двигател, е приблизително еднакъв.
Въртящият момент, генериран от хистерезисния двигател при синхронна скорост, е постоянен.
Роторът, началният въртящ момент и изтеглящият момент са равни при това условие. Следователно двигателят работи безшумно с постоянна скорост.

Предимства

По-долу са предимства на хистерезисния двигател

Липса на механични вибрации
Той работи безшумно
Подходящ главно за ускоряване на инерционните натоварвания

Недостатъци

По-долу са недостатъци на хистерезисния двигател

Полученият изход е ¼ пъти асинхронен двигател
Малък по размер
Въртящият момент е по-малък

Приложения

По-долу са приложения на хистерезисен двигател

Записващи плейъри
Електрически часовници
Устройства за синхронизация и др.

Често задавани въпроси

1). Какви са загубите от хистерезис?

Това е загуба, настъпила поради намагнетизиране и размагнитване на материала в зависимост от посоката на потока на тока.

“Принцип на работа на оптичния сензор ”

2). Какво е мотор Schrage?

Двигателят на Schrage е многофазен комутатор, чиито характеристики са шунтирани, където роторът има две намотки, едната свързана към захранването, а другата към комутатора.

3). Какво причинява хистерезис?

Причинява се поради намагнитване и размагнитване на материала в зависимост от посоката на потока на тока.

4). Какво представлява синхронният релукционен двигател?

Това е AC синхронен двигател, който преобразува електрическата мощност в механична

5). Какъв е принципът на хистерезисния двигател?

Хистерезисният двигател работи на принципа на хистерезисните загуби (това е загуба, възникнала поради намагнитване и размагнитване на материала в зависимост от посоката на протичане на тока).

Двигателят е електрическо устройство, което преобразува електрическата енергия в механична. Тази статия прави преглед на синхронен хистерезисен двигател който работи на принципа на загубата на хистерезис. Генерираният въртящ момент остава постоянен преди достигане на синхронна скорост и се превръща в нула след достигане на синхронна скорост. Загубите от хистерезис са площта под кривата B-H. Въртящият момент (стартиращ и работещ), генериран в този двигател, е приблизително еднакъв. Основното предимство е, че работи безшумно.